本文论述了一种根据MEMS 技能的芯片ADXL202 的运用规划与集成。介绍了ADXL202 的测验原理和主要参数规划准则，然后运用其集成了一种无线加快度传感器并进行了测验。试验成果标明：ADXL202 十分合适于频率改变较为缓慢、加快度不太大的土木工程结构的丈量;运用ADXL202 所构成的无线加快度传感器，易设备撤除，合适在土木工程结构监测中运用。
MEMS芯片ADXL202 丈量原理与参数规划
ADXL202 是一种低成本、低功耗、功用完善的双轴加快度传感器。它以多晶硅为外表的微机电传感器和信号操控环路进行开环丈量，丈量成果直接以模仿信号方法或许将模仿信号转换为脉宽占空比的数字信号输出。ADXL202 可丈量正负加快度，其最大丈量规模为±2 g. ADXL202 可丈量静态加快度，也可用作斜度丈量。
丈量原理
ADXL202 运用先进的MEMS 技能构成了根据单块集成电路的双轴加快度丈量体系。传感器选用在硅片上经外表微加工的多晶硅结构，用多晶硅的弹性元件支撑它并供给平衡加快度所需的阻力。结构偏转是经过由独立的固定极板和附在移动物体上的中心极板组成的可变电容来丈量的，加快度计遭到加快度力后中心极板与固定极板之间间隔发生改变，然后改变了它们可变电容的平衡，使输出方波的振幅与加快度成正比，而相位解调技能用来提取信息，判别加快方向。
解调器的输出是经过功用模块中的32 kΩ的固定电阻来完成的，然后再运用一个能够设定带宽的滤波电路完成滤波，来进步丈量的精度并有效地避免频率混叠。经过低通滤波后，输出的模仿电压信号经过DCM（脉宽占空比解调器） 转换为占空比与加快度成正比的方波，方波的周期T2能够经过一个电阻Rset设定。这个方波能够直接送到单片机进行处理，然后得到加快度的值。用单片机进行数据处理时，能够运用计数器或其他办法丈量方波的周期T2以及脉冲的宽度T1 ，其间T1 、T2如图1 所示。
参数规划
脉宽占空比周期挑选
带宽规划
ADXL202 的带宽挑选决议丈量精度。ADXL202的模仿信号输出具有典型的5 kHz 带宽，需对信号进行滤波处理以削减频率混叠。一起，为了使脉宽占空比的差错最小，模仿带宽应比脉宽占空比的频率低1/10 。在实践运用中，模仿带宽可进步至脉宽占空比频率的1/ 2 ，但这或许导致脉宽占空比的动态差错增大。ADXL202 有Xfilt和Yfilt引脚，可外接电容来设定频带。
无线加快度传感器的集成
硬件集成
无线传感器选用模块化规划，图3 是无线加快度传感器的集成框图。其间检测单元是无线加快度传感器的重要组成部分，由ADXL202 及其隶属电路构成，用来检测结构加快度改变并将输出传输至微处理单元;微处理单元完成对传感器信号收集、预处理，一起可与无线模块进行数据交换，完成数据传输;无线模块用于将传感器数据经过无线通信方法传输;无线加快度传感器选用了带有充电电路的锂电池作为动力单元进行能量供给。
程序规划
ADXL202 的数据收集处理程序嵌入在微处理单元中。程序一方面完成对ADXL202 进行校对、收集和预处理;一方面临处理后的数据传到计算机，运用相关软件进行进一步处理。详细程序流程为：上电初始化时对加快度传感器进行校对，然后软件一向处于等候接纳计算机握手协议状况，一旦接纳到协议，剖析接纳数据类型，根据数据类型进行相应操作。
试验剖析
对根据ADXL202 构成的无线传感器进行了测验，主要是测验了动态加快度改变状况，运用动态加快度模型来模仿土木结构低频振荡信号，该模型能够发生设定的加快度波形，以作为无线加快度传感器丈量的参阅波形。规划该模型发生频率为1 Hz 的正弦波加快度，从模型参阅与测验时序波形图4 看出，二者符合较好。图5 给出了模型参阅和测验频域特性：模型实践的加快度峰值频率为0. 9825 Hz ，模型测验的加快度峰值频率为0. 9766 Hz ，这种细小的差异是能够满意土木结构健康监测需求的。
定论
经过对无线加快度传感器重复调试标明：ADXL202 十分合适于频率改变较为缓慢、加快度不太大的土工工程结构的丈量。它的小型化、低功耗等合适无线传感设备的集成。运用ADXL202 所构成的无线加快度传感器，具有丈量精确、易设备撤除的特色。
